机械化煤炭采制样设备故障的预见性研究

机械化煤炭采制样设备故障的预见性研究
发布时间：2021-10-27T03:43:55.511Z 来源：《科学与技术》2021年6月第16期作者：田晓鹏
[导读] 煤炭属于不可再生能源，自近代社会以来，
田晓鹏
阳城国际发电有限责任公司山西省晋城市 048102
摘要：煤炭属于不可再生能源，自近代社会以来，煤炭的利用对于社会进步产生了突出的作用，随着我国经济的快速发展，煤炭开采行业的蓬勃发展，煤炭行业，无论是进出口贸易，都需要进行严格的检验，主要包括采样、制样以及化验三个环节。

但是由于生产力的快速提高，对于煤炭的需求量增加，以往人工采样已经逐渐无法适应新的生产力需求，在一定程度上制约了煤炭行业的健康发展，由此，机械化煤炭采制样设备的作用愈加突出，成为煤炭检测行业中不可或缺的组成部分。

关键词：机械煤炭采样制设备；设备故障；预见性
煤炭机械化采样设备是对煤炭进行采样的重要设备，在长久的应用当中，此类设备难免会出现一系列的故障问题，当设备出现故障，就会对采样造成一定的影响，同时连带影响到某些煤矿实验工作。

针对设备故障问题，最好的处理方法即为预见性方法，即针对各类故障的特征进行了解，当设备出现某种特征时，则说明设备可能存在故障隐患，需要进行相应的处理。

1.机械化煤炭采制样设备的基本组成
1.1采样器
采样器俗称“采样头”，能够在运行的输煤主胶带上采取一定长度整段横截面的煤流，包括中部取样和头部取样，开口一般大于煤样标称粒度的3倍。

初采器采取的初级子样通过溜槽开始进入设备，一般先落在初级运输机。

1.2物料运输机
物料运输机一般为一条匀速运行的胶带机或者螺旋导料机，其功能是将上一级物料运送到下一级处理装置。

1.3破碎机
破碎机是能够将初级子样破碎到标称粒度的机械破碎装置，有锤式破碎机、颚式破碎机、对辊破碎机等，经过破碎后的煤样进入缩分器。

1.4缩分器
缩分器的目的是减少试样的质量，使之达到分析实验所需的程度，同时缩分的样品应具有代表性，缩分器一般有旋转式缩分器、切割式缩分器等，经过缩分的煤样进入样品收集器。

1.5样品收集器
样品收集器收集整套设备工作后留下的最终样品，用以离线制样或者化验。

目前国内的样品收集器多为旋转样品罐。

1.6弃料机
初级子样经过破碎、缩分后，不需要保留的煤样称为弃样，弃料机包括弃料胶带机和斗式提升机，弃煤通过弃料胶带机，直接或者再通过斗式提升机返回胶带运输机。

2.机械化煤炭采制样设备故障的预见性分析
2.1维修记录档案的建立
对于设备的维修和养护，建立设备维修档案是必然选择，是设备管理工作的重要内容，同时也是针对煤炭检测单位综合质量评估的重要衡量指标。

维修记录档案的建立，主要是由机械设备日常的维修和养护记录组成，统一管理，记录机械使用情况以及故障维修。

维修记录内容中需要包括维修设备名称、维修部位、维修人员、维修内容、维修方法以及相关日期等，能够客观清晰的表明设备维修的相关内容。

2.2维修计划的建立
①数据与功能相结合的分析方法
整套设备的各个部分均有其自身作业功能，详细了解其工作原理和工作状态，可以通过维修记录档案的数据并结合功能，建立预见性分析维修计划。

上一级煤样进入破碎机上口入料口，再进入密封的破碎机，锤式破碎机中的若干锤头旋转后将里面的煤样打碎，然后从破碎机流出。

每个破碎机都有其规定的破碎粒度，锤头磨损严重或者箅条间隙过大，均会造成流出的煤流粒度不符合要求。

若流出破碎机的煤流粒度过大，可能造成溜槽堵煤、胶带机堵塞，或者直接堵住破碎机。

因此了解整套设备的各部分功能，再结合维修记录档案，就可对设备的故障进行预见性分析。

以破碎机为例，上一级煤样进入破碎机上口入料口，再进入密封的破碎机，锤式破碎机中的若干锤头旋转后将里面的煤样打碎，然后从破碎机流出。

每个破碎机都有其规定的破碎粒度，锤头磨损严重或者箅条间隙过大，均会造成流出的煤流粒度不符合要求。

若流出破碎机的煤流粒度过大，可能造成溜槽堵煤、胶带机堵塞，或者直接堵住破碎机。

因此了解整套设备的各部分功能，再结合维修记录档案，就可对设备的故障进行预见性分析。

②数据与环境相结合
以槽采小车为例，槽采小车的抱闸故障发生率最高，属于常见性故障，小车在工作过程中往往因为抱闸无法打开，导致小车无法按照预定程序进行移动。

小车出现故障多发生在夏季多雨季节，原因是下雨后空气潮湿，造成抱闸制动片受潮，制动片贴合，故障现象较为明显，一般发生在小车未启动前，当小车启动后，很少会出现故障。

③数据与操作相结合
以弃煤胶带为例，操作不当会导致整个系统设备出现堵煤的现象，发生此类现象需要人工进行清理，并仔细清洗设备，空转一定时间，排除堵塞的煤渣，保证设备正常运转，防止堵煤对设备造成损坏。

针对相关工作人员易出现操作失误的环节，定期的集中培训，纠正
错误的操作方式，普及相关的维修知识，规避由于机械设备的故障影响工作效率。

④设计中加入摄像功能，采制过程全程录像
就像是车辆安装的行车记录仪一样，在煤炭机械采制样机中安装摄像功能，将采制的全过程记录在案，这样能及时发现问题并找出问题所在，及时解决。

录制采制过程时公司还可以请专业人员进行远程监控，掌握现场情况。

不仅如此，记录下来的录像也是维护公司利益的有效依据，如果买方就检测结果对卖方提出质疑，认为煤炭质量跟卖方给出的结果不同，公司就可以拿这一录像为自己澄清，保证利益不受损。

⑤设备整体与部分之间的关系
整套设备的完美运行，需要各个部位的正常运转。

设备各部分的正常运行要以整体为依托。

设备的各个部分都需要整体完好无损做基础，检疫局煤检中心对任何一套设备都有一个整体性能的要求，只有达到此要求才可进行作业。

整套机械化煤炭采制样设备既包括机械化采样，也包括机械化在线制样，采样器、破碎机、缩分器及弃料器发挥各自的作用也都是在整体设备的大范围内、以整体为依托。

维护好设备的整体性，整体把握设备良好运行状况也是管理设备的重要手段之一。

设备整体的正常运行需要各部分的支撑。

整套合格的机械化煤炭采制样设备，其各个部位都应是合格的，采样器、破碎机、缩分器等主要部位是影响设备偏差和精密度的主要原因，任一部分有故障，整套设备根本无法进行采样作业。

例如，破碎机破碎粒度不合格容易造成破碎机堵塞，堵塞后如不及时清理则通常会烧坏电机，并且破碎机堵塞也会引起上一级胶带机堵塞及拉坏胶带等，从而影响整套设备的正常运行。

3.煤炭机械化采样设备故障预防措施
煤炭采样主要有人工采样和机械化采样两种方式，机械化采样以其劳动强度低、可避免人为误差等优点得到越来越广泛的应用。

但不是任何机械化采样都能无条件地采取代表性煤样，其基本结构、采样程序、日常使用维护均应满足一定的要求，且须经性能鉴定合格。

目前煤炭机械化采样应用中存在着各式各样的问题，对采样代表性造成了影响，甚至导致煤炭贸易质量纠纷。

煤炭机械化采样应用中常认为设备经鉴定合格即可放心使用，因而对设备的日常使用和运行状态缺乏有效管控，对设备的检查维护不重视，最终导致设备实际使用性能存在极大风险。

在使用煤炭机械化采样设备，除了要重视设备的故障特征以外，还要注意日常使用的问题。

一般情况下，不可过度使用该设备，同时要重视设备的水分、煤炭粒度、批量或煤流量适用性，如果存在适用性差的问题，那么要缩减设备应用的时长与次数。

同时，在使用时，还要定期的对设备运行状态进行管控，有必要采取定时现场巡查工作，如果发现设备存在故障或者故障特征，应当及时停止设备运作，并采取相应的检查措施。

4.案例分析
秦皇岛出入境检验检疫局煤炭检测技术中心(以下简称检疫局煤检中心)是国家质量监督检验检疫总局下属的重点实验室，为大型的专业化煤炭检测机构，主要从事秦皇岛口岸进出口煤炭检验及国内外煤炭委托检验业务。

检疫局煤检中心地处国内大型的煤炭港口秦皇岛港的腹地，引进了水平先进的全自动装船和卸车煤炭机械化采制样装置，煤2期、3期、4期、5期共有设备17套(含租用4套)，近年来检疫局煤检中心的设备维修保障部负责设备的保养维修，留下了大量的书面记录，为预见性分析提供了丰富的素材及资源。

4.1维修记录档案的统计
以机械维修为例，2006年9月至2013年12月，载入记录单的维修为701次，其中煤2期装船系统114次，卸车系统34次；煤3期装船系统293次，卸车系统130次；煤4期装船系统69次，卸车系统53次；煤5期装船系统8次。

按年份为类别进行统计，其内容详见表1。

4.2通过数据统计及设备特点建立维修计划
①数据与环境相结合
槽采小车的抱闸故障占小车总体故障的绝大部分。

小车在移动过程中通过变频器和抱闸控制，而大多数故障原因都是因为抱闸打不开，致使小车不能移动。

而通过研究分析维修记录发现，槽采小车的抱闸故障大多发生在夏天，雨后和空气潮湿的时候尤为明显。

究其原因，大概是抱闸的制动片和点击壳体因为潮气而贴合抱死，且设备在此时未启动则表现更为明显。

若设备处于运转状态，则故障很少发生，因为抱闸连续松合做功可以去除潮气。

找出问题的症结，则可采取进一步密封电机抱闸、雨天或空气潮湿天气时增加设备运转次数和时间、增强部件四周通风度等措施以避免事故的发生。

通过案例分析可将数据与环境相结合，尤其某些处于特殊环境的部位，在环境特殊的情况下可改变其使用方法，改进维修保养的手段，从而保障设备的运行。

②数据与操作相结合
尘门拉杆损坏的另外原因就是下一级运煤胶带堵塞，导致拉杆开焊。

而19／20弃煤胶带拉断也是因为系统堵煤导致。

系统堵煤时应该及时进行手工清理，再启动“清洗”模式或者空载运行，以避免设备的强行运转而导致的损坏。

通过以往的记录档案，整理出容易被工作人
员误操作的项目，采用数据与操作相结合的分析方法，并对此进行集中培训和纠正，或者对机械化采样工作人员普及设备运行及维修常识，以避免因为工作人员误操作而引起的设备故障。

结语：
煤炭机械化采制样机的应用是发展的必然趋势，必须优化完善好机械的设计，以实现最大的效益。

通过对采制样设备的预见性分析，可在设备故障发生之前及时加以解决，既不影响采制样设备的正常运作，又能减少该故障造成的其他损失，因此极大地提高了企业的生产效率和经济效益。

在实践中可能还会遇到其他问题，机械设计还要与时俱进，不断更新，适应发展的需要。

参考文献：
[1]韩立鹏,张婧.煤炭机械采样机采样代表性的核验[J].洁净煤技术,2016,(4).
[2]曹继波，刘占宾，刘洪强.煤炭机械化采样应用中的问题及建议[J].煤质技术，2016（2）：31-33.
[3]杨永成.机械化煤炭采制样设备故障的预见性分析[J].煤质技术，2014，25（S1）：35-39.。